DE19949783A1 - Vorrichtung mit Überstrom-Abschalteinrichtung und Übertemperatur-Abschalteinrichtung - Google Patents
Vorrichtung mit Überstrom-Abschalteinrichtung und Übertemperatur-AbschalteinrichtungInfo
- Publication number
- DE19949783A1 DE19949783A1 DE19949783A DE19949783A DE19949783A1 DE 19949783 A1 DE19949783 A1 DE 19949783A1 DE 19949783 A DE19949783 A DE 19949783A DE 19949783 A DE19949783 A DE 19949783A DE 19949783 A1 DE19949783 A1 DE 19949783A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current
- power
- signal
- shutdown
- output signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K2017/0806—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature
Abstract
Eine Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrichtung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung enthält eine Einrichtung (3) zum Erfassen eines Überstroms, eine Einrichtung (27) zum Erfassen einer Übertemperatur und eine Einrichtung zum Erfassen eines Wiederholungssignals und zum Leiten und Unterbrechen des Wiederholungssignals, falls sowohl die Überstrom-Erfassungseinrichtung als auch die Übertemperatur-Erfassungseinrichtung eine Anomalie erfassen. Wenn das Wiederholungssignal wiederholt auftritt und die Anomalie beendet wird, bewirkt eine Einrichtung eine Rückkehr in den Normalzustand. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die Temperaturdaten und Stromdaten, die zur Abschaltung geführt haben, beurteilt. Dadurch kann eine sehr zuverlässige Stromführungs- und Abschalteinrichtung verwirklicht werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern
mehrerer Stromlasten in einem Kraftfahrzeug und insbeson
dere eine Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschaltein
richtung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
die eine kostengünstige Sicherheits- und Feinschutzfunk
tion für eine integrierte Schaltung aufweist, in der bei
einem Last-Kurzschluß und dergleichen ein anomaler Über
strom fließen kann.
Es ist bereits ein System bekannt, in dem bei Erfassung
eines an eine Last gelieferten übermäßigen Stroms der
erfaßte Strom automatisch abgeschaltet wird. Dieses
System wird auf einen MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feld
effekttransistor) angewendet. Ein solches System ist
beispielsweise aus JP Sho 61-261920-A, aus
JP Sho 62-11916-A, aus JP Sho 62-143450-A und aus
JP Sho 63-87128-A bekannt. Diese Systeme weisen jedoch
bezüglich der Stromerfassung Nachteile auf. Wenn es sich
beispielsweise bei der Last um einen Scheinwerfer oder
dergleichen in einem Kraftfahrzeug handelt, wird beim
Übergang von einem ausgeschalteten Zustand zu einem
eingeschalteten Zustand des Scheinwerfers ein kurzzeitig
hoher Strom abgeschaltet, so daß ein gleichmäßiger
Scheinwerfer-Einschaltvorgang verhindert wird. Daher
würde es sehr lange dauern, bis der Scheinwerfer einge
schaltet ist. Aus diesem Grund ist es notwendig und
unabdingbar, daß bei einem Scheinwerfer-Einschaltvorgang
ein hoher Strom möglich ist.
Aus JP Hei 8-303018-A ist bekannt, nicht den Strom,
sondern die Temperatur zu überwachen, so daß ein kurzzei
tig hoher Strom bei regulärer Last zugelassen wird,
jedoch bei einem anomalen Kurzschluß in der Last eine
automatische Abschaltung erfolgt.
Die Erfinder sind jedoch auf ein weiteres Problem gesto
ßen, das in dem obigen Stand der Technik unvermeidlich
ist. Dieses Problem entsteht dann, wenn mehrere Lasten
von einer einzigen auf einem Chip integrierten Schaltung
gesteuert werden.
Bei Verwendung eines Überstrom-Anomalieerfassungssystems
führt jede Überstrom-Anomalie zu einem Abschaltzustand
ohne automatische Rückkehr in den Normalzustand, weshalb
ein damit ausgerüstetes System vor Fehlfunktionen auf
grund eines Rauschens nicht geschützt ist. Mit anderen
Worten, bei einem hohen Strom, der plötzlich und kurzzei
tig erzeugt wird, geht das System sofort in den Abschalt
zustand über und kehrt nicht in den Normalzustand zurück,
so daß die Nutzbarkeit des Systems für den Anwender
eingeschränkt wird.
Wenn nach dem Übergang vom anomalen Zustand in den Ab
schaltzustand zu einem Zeitpunkt, zu dem der Anomalie-
Erfassungsstrom absinkt, das System wieder in den Normal
zustand zurückkehrt, kann der Strom in gewissem Maß
begrenzt werden. Wenn jedoch der Lastkurzschluß nachein
ander erzeugt wird, kann dies zu einem Temperaturanstieg
und zu einer Verschlechterung oder Zerstörung des betref
fenden Schaltelements führen.
In dem System, in dem eine Übertemperatur erfaßt wird,
kann nicht festgestellt werden, welches Element auf dem
Chip der Wärme ausgesetzt ist. Wenn die Fertigungsstreu
ung der Schaltungen für die Temperaturerfassung nicht
vernachlässigt wird und wenn eine erhöhte Genauigkeit
erforderlich ist, wird eine solche Vorrichtung zwangsläu
fig sehr teuer.
Wie oben erwähnt worden ist, ist es in dem Leistungsele
ment mit einer einzigen Schutzfunktion, die entweder die
Temperatur oder den Strom berücksichtigt, nicht möglich,
die Abschaltung automatisch zu steuern und durch Erfassen
der Anomalie in dem Element, das den Stromfluß und das
Abschalten des Stroms in den mehreren Lasten steuert,
geeignet in den stromführenden Zustand zurückzukehren.
Ferner wird der Schaltungsaufbau für das Abschaltverfah
ren, bei dem die Anomalie des Stromflusses oder die
Anomalie der Temperatur in jeder Last einzeln erfaßt
wird, kompliziert und daher teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrichtung und
einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung zu schaffen, bei
der eine Überstrom-Schutzfunktion für ein Leistungsele
ment im stromführenden Zustand und eine Übertemperatur-
Schutzfunktion, die langsamer als die Strom-Schutzfunk
tion anspricht, jedoch die Erfassung der Anomalie sicher
stellt, gemeinsam und verträglich verwirklicht sind und
mit der das Leistungselement, in dem die Anomalie auf
tritt, spezifiziert werden kann.
Diese Aufgabe werden gelöst durch eine Vorrichtung nach
einem der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen der
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Vorrichtung
mit einer Überstrom-Abschalteinrichtung und einer Über
temperatur-Abschalteinrichtung geschaffen, bei der eine
Überstrom-Schutzfunktion für ein Leistungselement im
stromführenden Zustand und eine Übertemperatur-Schutz
funktion, die langsamer als die Strom-Schutzfunktion
anspricht, jedoch die Erfassung der Anomalie sicher
stellt, gemeinsam und verträglich verwirklicht sind und
mit der eine kostengünstige und einfache Schaltungskon
struktion erzielt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Einrichtung
zum Erfassen einer Stromanomalie eines Leistungselements,
eine Einrichtung zum Überwachen einer Temperaturanomalie
in der Umgebung des Leistungselements und eine Einrich
tung zum Betreiben und Abschalten des Leistungselements
anhand von Informationen bezüglich der Stromanomalie
und/oder der Temperaturanomalie in Übereinstimmung mit
einem Zeitverlauf, der durch eine im wesentlichen kon
stante Periode oder durch ein in einem Speicherelement im
voraus gespeichertes Zeitintervall bestimmt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es
zeigen:
Fig. 1 einen Blockschaltplan einer Vorrichtung mit
einer Überstrom-Abschalteinrichtung und einer
Übertemperatur-Abschalteinrichtung gemäß ei
ner Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2-8 Blockschaltpläne von Konstruktionselementen
der Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 9 einen Zeitablaufplan zur Erläuterung wesent
licher Abschnitte von Signalformen, die der
Erläuterung der Funktionsweise der in den
Fig. 7 und 8 gezeigten Blöcke der Vorrichtung
nach Fig. 1 dienen;
Fig. 10 einen Blockschaltplan eines weiteren Kon
struktionselements der Vorrichtung nach
Fig. 1;
Fig. 11, 12 Zeitablaufpläne zur Erläuterung wesentlicher
Abschnitte von Signalformen, die der Erläute
rung der Funktionsweise der Vorrichtung nach
Fig. 1 dienen;
Fig. 13 einen Blockschaltplan zur Erläuterung einer
Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschaltein
richtung und einer Übertemperatur-Abschalt
einrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 14, 15 Blockschaltpläne zur Erläuterung von Kon
struktionselementen der Vorrichtung nach
Fig. 13;
Fig. 16 einen Blockschaltplan zur Erläuterung einer
Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschaltein
richtung und einer Übertemperatur-Abschalt
einrichtung gemäß einer dritten Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 17-19 Ablaufpläne zur Erläuterung von Prozessen,
die in der Vorrichtung nach Fig. 16 ausge
führt werden;
Fig. 20 einen Zeitablaufplan zur Erläuterung von
wesentlichen Abschnitten von Signalformen,
die der Erläuterung der Funktionsweise der
Vorrichtung nach Fig. 16 dienen; und
Fig. 21-24 Ansichten eines Chips zur Erläuterung eines
Elements in der Vorrichtung gemäß einer der
ersten bis dritten Ausführungsformen.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer
Überstrom-Abschalteinrichtung und einer Übertemperatur-
Abschalteinrichtung gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung erläutert.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Mikropro
zessor, der Steuersignale 21a-21d zum Steuern von Lasten
10a-10d ausgibt, während das Bezugszeichen 2 eine Strom
versorgung für die Lieferung elektrischer Leistung an die
Lasten 10a-10d bezeichnet und die Bezugszeichen 3a-3d
Überstrom-Erfassungschaltungen bezeichnen, die einen
anomalen Zustand des Stroms erfassen, der in Schaltlei
stungselemente 9a-9d fließt, die das Durchschalten oder
Sperren des Stroms in die Lasten 10a-10d steuern.
Die Bezugszeichen 4a-4d bezeichnen Gatterelemente, die
das logische Produkt zwischen einem Übertemperatur-Erfas
sungssignal 12, das von einem Temperaturanomaliedetektor
27 für die Erfassung einer Wärmeerzeugungsanomalie der
Schaltleistungselemente 9a-9d ausgegeben wird, und Über
strom-Erfassungssignalen 15a-15d, die von den obenerwähn
ten Überstrom-Erfassungsschaltungen 3a-3d ausgegeben
werden, bilden und Zwischenspeicher-Setzsignale 17a-17d
ausgeben.
Die Bezugszeichen 5a-5d bezeichnen Zwischenspeicherschal
tungen, die den jeweiligen Zustand halten, während die
Bezugszeichen 6a-6d Gatterschaltungen bezeichnen, die das
logische Produkt zwischen den Zwischenspeichersignalen
18a-18d, die von den Zwischenspeicherschaltungen 5a-5d
ausgegeben werden, und Überstrom-Begrenzungssignalen
16a-16d, die von den Überstrom-Erfassungsschaltungen
3a-3d ausgegeben werden, bilden, und die Bezugszeichen
7a-7d Abschaltschaltungen bezeichnen, die Gatterspannun
gen 23a-23d der Schaltleistungselemente 9a-9d in Überein
stimmung mit Abschaltsignalen 19a-19d steuern, die von
den Gatterelementen 6a-6d ausgegeben werden.
Die Bezugszeichen 8a-8d bezeichnen Halbleiterelemente,
durch die Spiegelströme 39a-39d fließen, deren Beträge im
wesentlichen in einem bestimmten Größenverhältnis zu dem
Strom stehen, der durch die Schaltleistungselemente 9a-9d
fließt, während die Bezugszeichen 11a-11d Eingangsschal
tungen bezeichnen und die Bezugszeichen 22a-22d Eingangs
signale bezeichnen.
Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Logikschaltung, die
Zwischenspeicher-Löschsignale 14a-14d erzeugt, die die
Zwischenspeicherschaltungen 5a-5d entsprechend einem
Rücksetzsignal 91, das in einem Rücksetzsignal-Generator
90 als Antwort auf die Stromversorgungsspannung und einen
in einem Impulsgenerator 26 erzeugten Rückkehrimpuls 14
erzeugt wird, in einen Anfangszustand versetzen
(löschen).
In dem Impulsgenerator 26 wird von einem externen Ab
schnitt (z. B. vom Mikroprozessor 1) ein Herstellungs
signal 200 zum Herstellen einer Rückkehrperiode eingege
ben. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Kommunikati
onsmodulator, in den das Zwischenspeicher-Setzsignal 19
eingegeben wird und der an den Mikroprozessor 1 ein
serielles Kommunikationssignal 29 ausgibt. Dieser Kommu
nikationsmodulator 25 wird mit einem Standard-Taktsignal
81 betrieben, das vom Mikroprozessor 1 geliefert wird.
Das Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Temperaturdetektor,
der den Temperaturanstieg erfaßt, der erzeugt wird, wenn
in das Schalt-Leistungselement 9 ein Strom fließt, wobei
der Temperaturdetektor 20 eine Temperaturerfassungsspan
nung 69 ausgibt. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine
integrierte Schaltung, in der die obengenannten Schaltun
gen auf einem Chip integriert sind, ferner bezeichnen die
Bezugszeichen 71a-71d Ausgangsanschlußspannungen von
Anschlüssen, mit denen die Lasten 10a-10d verbunden sind.
In Fig. 1 könnten die Schalt-Leistungselemente 9a-9d
durch Bipolartransistoren, Thyristoren und dergleichen
gebildet sein, in der vorliegenden Ausführungsform der
Erfindung werden jedoch in einem repräsentativen Beispiel
für die Schalt-Leistungselemente 9a-9d MOSFETs verwendet.
Da in die Halbleiter 8a-8d Ströme 39a-39d (Spiegelströme)
mit einem bestimmten Größenverhältnis (z. B. 1/100) zu
den in die Schalt-Leistungselemente 9a-9d fließenden
Strömen fließen, kann die Überwachung des Laststroms bei
sehr kleinem Strom ausgeführt werden.
Die Halbleiter 8a-8d könnten durch eine Reihenschaltung
von Widerständen mit den Lasten und durch Überwachen der
Potentialdifferenz an den beiden Enden der Widerstände
ersetzt sein. Da jedoch in diesem Fall durch den Wider
stand unnötig viel Leistung verbraucht wird, ist die von
dieser Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagene
Lösung, gemäß der der Spannungsabfall in einer Neben
schlußleitung bei sehr geringem Strom überwacht wird, im
Hinblick auf den Stromverbrauch vorteilhaft.
In Fig. 1 sind jeweils vier ähnliche Schaltungen mit den
Suffixen a, b, c und d bezeichnet; die Anzahl der ähnli
chen Schaltungen ist jedoch nicht auf die Zahl vier
eingeschränkt, sondern kann eine beliebige ganze Zahl (N)
sein. Die obige Ausführungsform der Erfindung ist durch
die jeweiligen Blöcke gebildet, die im folgenden im
einzelnen beschrieben werden, wobei jeweils das mit dem
Suffix a versehene Element beschrieben wird.
Wenn in die Last 10a Strom fließt, gibt zunächst der
Mikroprozessor 1 das Steuersignal 21a aus. Das Steuersi
gnal 21a wird als ein Signal 22a in einem internen Ab
schnitt des Elements 13 erkannt. Normalerweise geht das
Schalt-Leistungselement 9a in den Durchschaltzustand
über, so daß durch das Element 9a und in die Last 10a ein
Strom in einem geplanten Strombereich fließt.
Wenn jedoch aufgrund irgendeiner Anomalie, beispielsweise
aufgrund eines Kurzschlusses in der Last 10a, ein übermä
ßiger Strom fließt, wird im Element 3a das Anomalie-
Erfassungssignal 15a auf hohen Pegel gesetzt, sofern der
Strom einen im voraus festgelegten oder festen Wert
übersteigt.
Die Zwischenspeicherschaltung 5a wird in Übereinstimmung
mit den logischen Produkt (das im Element 4a gebildet
wird) aus dem erfaßten Anomalieerfassungssignal 15a und
aus dem Übertemperatur-Erfassungssignal 12, das durch den
Temperaturdetektor 20 und durch den Temperaturanomaliede
tektor 27 erfaßt wird, gesetzt. Der Q-Ausgang, der im
anomalen Zustand gesetzt wird, wird zur Abschaltschaltung
7a in Form des Zwischenspeicher-Setzsignals 19a übertra
gen, wodurch das Schalt-Leistungselement 9a gleichzeitig
zum Halbleiterelement 8a gesperrt wird.
Wenn dieser Zustand anhält, kann keine Rückkehr in den
normalen Zustand erfolgen. Der Impulsgenerator 26 erzeugt
jedoch ein Signal 14, das in einem geeigneten Intervall
zu einem Rückkehr-Triggersignal wird und versucht, die
Zwischenspeicherschaltung 5a zu löschen.
Wenn das Setzsignal der Zwischenspeicherschaltung 5a
niedrigen Pegel besitzt, wird der anomale Zustand durch
das Löschsignal beendet und kehrt der Q-Ausgang zum
niedrigen Pegel zurück. Wenn das Eingangssignal 22a hohen
Pegel besitzt, kehrt das Schalt-Leistungselement 9a
wieder in den Durchschaltzustand zurück. Aufgrund dieser
Konstruktion kann eine Fehlfunktion aufgrund von Rauschen
und dergleichen verhindert werden, wobei dennoch ein
sicherer Schutz vor Überströmen und Übertemperaturen
gewährleistet ist.
Nun werden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 11 Einzelheiten
der Schaltung von Fig. 1 erläutert.
Fig. 2 zeigt anhand eines Blockschaltplans eine der
Eingangsschaltungen 11a-11d. In Fig. 2 bezeichnet das
Bezugszeichen 31a eine Standardspannung, während das
Bezugszeichen 32a einen Komparator bezeichnet. Bei diesem
Aufbau wird das Steuersignal 21a vom Mikroprozessor 1
eingegeben, wobei dann, wenn die Spannung dieses Steuer
signals 21a höher als die Standardspannung 31a ist, für
das Eingangssignal 22a die hohe Spannung ausgegeben wird.
Der Komparator 32a gibt das Logiksignal unabhängig vom
Rauschen des Steuersignals 21a aus, es ist jedoch mög
lich, unter Verwendung von Transistoren eine Pufferschal
tung vorzusehen. Das Eingangssignal 22a wird in einen
Gate-Anschluß des Schalt-Leistungselements 9a über die
Abschaltschaltung 7a-7d eingegeben.
Nun werden mit Bezug auf Fig. 3 die Abschaltschaltungen
erläutert. Die Abschaltschaltung 7a ist so beschaffen,
daß der Schalter in Übereinstimmung mit dem Abschaltsi
gnal 19a seine Stellung ändert. Im Normalzustand (19a:
niedriger Pegel) wird entsprechend dem Eingangssignal 22a
die Gate-Spannung 23a geändert, da der Schalter mit dem
Anschluß 60a verbunden ist. Wie später mit Bezug auf
Fig. 8 erläutert wird, wird die Eingangsspannung 22a
hoch, wird die Gate-Spannung 23a hoch und schaltet das
Schalt-Leistungselement 9a durch, so daß von der Strom
versorgung 2 zur Last 10a ein Strom fließt.
Nun werden mit Bezug auf Fig. 4 die Überstrom-Erfassungs
schaltungen 3a-3d erläutert. In Fig. 4 bezeichnen die
Bezugszeichen 33a und 35a Komparatoren, während die
Bezugszeichen 34a und 36a Konstantspannungsquellen, die
Konstantspannungssignale 41a, 42a ausgeben, bezeichnen,
die Bezugszeichen 37a und 38a Inverter bezeichnen, das
Bezugszeichen 43a einen Widerstand bezeichnet und das
Bezugszeichen 39a ein Stromsignal bezeichnet. Das Strom
signal 39a stellt einen Strom dar, der in ein Halbleiter
element (z. B. einen MOSFET) fließt.
Hierbei wird angenommen, daß der reguläre Laststrom
100 mA beträgt und daß das Größenverhältnis zwischen dem
Element 9a und dem Element 8a 100 : 1 beträgt, so daß der
Strom 39a, der in der Nebenschlußleitung fließt, gewöhn
lich 1 mA beträgt; der Widerstandswert des Widerstandes
43a beträgt 0,2 kΩ.
Da bei regulärem Laststrom der Strom 39a 1 mA beträgt,
beträgt der Spannungsabfall über dem Widerstand 39a
0,2 V. Wenn hierbei der maximale Grenzstrom, der zur Last
fließt, auf den zehnfachen Wert begrenzt ist, d. h. wenn
der maximale Grenzstrom auf 1 A begrenzt ist, muß ein
Spannungsabfall über dem Widerstand 43a von 2 V erfaßt
werden.
Wenn für die Stromversorgungsspannung ein Wert von 12 V
angenommen wird, wie dies etwa in Kraftfahrzeugen üblich
ist, beträgt die Spannung 41a 10 V, so daß ein Signal
erhalten werden kann, das oberhalb des maximalen Grenz
stroms hohen Pegel annimmt. Der Grund, weshalb die Span
nung 40a bei zehnfachem regulären Strom 10 V beträgt und
die Spannung 40a bei mehr als zehnfachem regulären Strom
weniger als 10 V beträgt, besteht darin, daß der Span
nungsabfall über dem Widerstand 43 gegeben ist durch die
Beziehung [(Stromversorgungsspannung) - (Widerstand 43 ×
Strom 39a)].
In gleicher Weise wird deutlich, daß die Spannung 42a
11 V beträgt. Wenn ein Strom fließt, der dem fünffachen
regulären Strom entspricht, liegt das Spannungssignal 40a
in der Nähe von 11 V, wenn hingegen ein Strom fließt, der
höher als der eben genannte Strom ist, wird die Spannung
40a niedriger als 11 V, weshalb das Signal 15a hohen
Pegel annimmt.
Wenn zwischen die Punkte 45 und 46 dieser Ausführungsform
der Erfindung ein geeigneter Widerstand geschaltet wird,
können die Potentiale der Spannungsversorgungen 34a und
36a aneinander angepaßt werden.
Wenn die beiden Enden der Last 10a kurzgeschlossen wer
den, wird die folgende Operation ausgeführt. Da die
beiden Enden der Last 10a kurzgeschlossen sind und das
Schalt-Leistungselement 9a im Durchschaltzustand ist,
fließt im Vergleich zum Normalzustand zum Schalt-Lei
stungselement 9a ein sehr hoher Strom. Da das Schalt-
Leistungselement 9a und das Halbleiterelement 8a die in
Fig. 1 gezeigte Schaltungskonstruktion besitzen, fließt
in das Halbleiterelement 8a ein Spiegelstrom 39a mit
einem Betrag, der im wesentlichen zu dem in das Schalt-
Leistungselement 9a fließenden Strom proportional ist. Da
aufgrund dieser Proportionalität der Spiegelstrom 39
stark ansteigt, wenn der in das Schalt-Leistungselement
9a fließende Strom sehr groß ist, wird der Spannungsab
fall 40a, der in die Komparatoren 33a und 35a eingegeben
wird, hoch (siehe Fig. 4). Wenn der Spannungsabfall 40a
Schwellenspannungen 41a und 42a, die in den jeweiligen
Komparatoren 33a bzw. 35a gesetzt sind, übersteigt,
werden ein Überstrom-Grenzsignal 16a und das Überstrom-
Erfassungssignal 15a ausgegeben. Hierbei wird das Über
strom-Grenzsignal 16a, das von der Überstrom-Erfassungs
schaltung 3a ausgegeben wird, über das ODER-Gatter 6a in
die Abschaltschaltung 7a eingegeben.
Die Abschaltschaltung 7a besitzt die in Fig. 3 gezeigte
Konstruktion. Wenn das Überstrom-Begrenzungssignal 16a
über das ODER-Gatter 6a eingegeben wird, nimmt das Ab
schaltsignal hohen Pegel an, so daß das Schalt-Leistungs
element 9a zum Anschluß 61a umgeschaltet wird. Da die
Gate-Spannung 23a, die hohen Pegel besaß, nun den niedri
gen Pegel annimmt, wird das Schalt-Leistungselement 9a
gesperrt, so daß ein Stromfluß oberhalb des obengenannten
Betrags verhindert werden kann. Daher kann eine Zerstö
rung des Schalt-Leistungselements 9a aufgrund eines
Überstroms verhindert werden.
Nun werden mit Bezug auf Fig. 5 die Zwischenspeicher
schaltungen 5a-5d erläutert. Diese Zwischenspeicherschal
tungen 5a-5d besitzen Setz-Eingangsanschlüsse und Lösch-
Eingangsanschlüsse, wobei der Zwischenspeicher entspre
chend dem Zwischenspeicher-Setzsignal 17a gesetzt wird
und wobei entsprechend dem Q-Ausgang das Zwischenspei
chersignal 18a ausgegeben wird. Entsprechend den Zwi
schenspeicher-Löschsignalen 14a, 14d werden die Zwischen
speicherschalter 5a-5d auf null gelöscht und in den
Anfangszustand zurückgesetzt (Q-Ausgang besitzt niedrigen
Pegel).
Bei einem Kurzschluß in der Last wird daher durch die
Überstrom-Erfassungsschaltung 3a eine Stromanomalie
erfaßt, so daß das Überstrom-Erfassungssignal 15a ausge
geben wird. Gleichzeitig wird das später erläuterte
Übertemperatur-Erfassungssignal 12 ausgegeben, wobei
aufgrund der UND-Verknüpfung dieser beiden Signale das
Zwischenspeicher-Setzsignal 17a ausgegeben wird und der
Zwischenspeicher 5a gesetzt wird, so daß ein hoher Q-
Ausgang ausgegeben wird.
Die Zwischenspeicherschaltungen 5a-5d, die gesetzt worden
sind, werden durch das Zwischenspeicher-Löschsignal 14a,
das von der Logikschaltung 100 erzeugt wird, automatisch
gelöscht und kehren von selbst in den Anfangszustand
zurück (Q-Ausgang hat niedrigen Pegel).
Nun wird mit Bezug auf Fig. 6 der Temperaturdetektor 20
genauer erläutert. Wenn in der Last ein Kurzschluß auf
tritt, würde durch das Schalt-Leistungselement 9a ein
sehr hoher Strom fließen. Aufgrund des Überstrom-Begren
zungssignals 16a kann der Strom jedoch einen bestimmten
vorgegebenen Betrag nicht übersteigen.
Da aber die Gatespannung 23a zum niedrigen Pegel wech
selt, damit kein Strom fließt, der größer als der vorge
gebene Betrag ist, kann bei einer Abnahme des Stroms und
einer Rückkehr des Überstrom-Begrenzungssignals 16a zum
niedrigen Pegel erneut ein Überstrom fließen. Daher kann
während einer Periode, in der das Eingangssignal 22a
hohen Pegel besitzt, ununterbrochen ein Überstrom flie
ßen. Da hierbei das Schalt-Leistungselement 9a ein Ele
ment ist, das aus einem Halbleiter gebildet ist (z. B.
ein MOSFET), besitzt es in der Durchschaltperiode einen
kleinen Widerstand (Durchschaltwiderstand).
Im Gegensatz zum Normalfall erzeugt daher das Schalt-
Leistungselement 9a im Durchschaltzustand bei einem
Kurzschluß und bei einem dadurch bedingten hohen Strom
fluß eine große Wärmemenge. Da in der in Fig. 1 gezeigten
Vorrichtung die Schaltung 13 auf einem einzigen Chip
integriert ist, wird die im Schalt-Leistungselement 9a
erzeugte Wärme im Kurzschlußzustand an den gesamten Chip
und daher auch an den Temperaturdetektor 20 übertragen.
Der Temperaturdetektor 20 und der Temperaturanomaliede
tektor 27 führen die folgenden Operationen aus. Fig. 6
ist eine Konstruktionsansicht einer beispielhaften Schal
tungsanordnung des Temperaturdetektors 20 und des Tempe
raturanomaliedetektors 27. In Fig. 6 bezeichnet das
Bezugszeichen 64 eine Konstantstromschaltung, während das
Bezugszeichen 65 eine Diodenanordnung bezeichnet und das
Bezugszeichen 66 eine Durchlaßspannung (Diffusions
spannung) sämtlicher Transistoren bezeichnet. Ferner
bezeichnet das Bezugszeichen 67 einen Komparator, das
Bezugszeichen 68 eine Standardstromversorgung, das
Bezugszeichen 70 eine Temperaturschwellenwert-Spannung,
die ein Vergleichsstandard des Komparators 67 ist, und
das Bezugszeichen 69 eine Temperaturerfassungsspannung,
die durch die Temperaturschwankung der Diodendiffusions
spannung 66 erzeugt wird.
Wenn in der Last ein Kurzschluß auftritt und durch das
Schalt-Leistungselement 9a ein Überstrom fließt und daher
im Schalt-Leistungselement 9a Wärme erzeugt wird, wird
diese Wärme in die Nähe der Diodenanordnung 65 übertra
gen, die auf demselben Chip ausgebildet ist, weshalb die
Temperatur in der Nähe der Diodenanordnung 65 ansteigt.
Da die Diffusionsspannung 66 der Diodenanordnung 65
abfällt, wenn die Temperatur ansteigt, steigt die Tempe
raturerfassungsspannung 69, die in den Komparator 67
eingegeben wird, bei einem Temperaturanstieg entsprechend
der Beziehung [(Stromversorgungsspannung) - (Diffusions
spannung 66)] an. Wenn diese Temperaturerfassungsspannung
69 die Temperaturschwellenwert-Spannung 70 übersteigt,
wird das Übertemperatur-Erfassungssignal 12 ausgegeben.
Wenn wie oben erwähnt in der Last ein Kurzschluß auftritt
und im Schalt-Leistungselement 9a ein hoher Strom fließt,
wird in Übereinstimmung mit den jeweiligen Erfassungs
signalen, die von der Überstrom-Erfassungsschaltung 3a,
dem Temperaturerfassungsdetektor 20 und dem Temperaturan
omaliedetektor 27 ausgegeben werden, die Zwischenspei
cherschaltung 5a gesetzt, so daß das Zwischenspeichersi
gnal ausgegeben wird. Daher wechselt die Gatespannung 23a
des Schalt-Leistungselements 9a (des Halbleiterelements
8a) bedingt durch die Abschaltschaltung 7a zum niedrigen
Pegel.
Nun werden die Logikschaltung 100, der Rücksetzgenerator
90 und der Rückkehrimpuls-Generator 26 im einzelnen
beschrieben.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Schaltungsanordnung der
Rücksetzschaltung 90. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszei
chen 112 eine Stromversorgungsspannung, während das
Bezugszeichen 101 eine Standardspannung bezeichnet, die
für den Komparator 105 eine Vergleichsspannung bildet.
Das Bezugszeichen 103 bezeichnet eine Standardspannung,
die einen Vergleichsstandard des Komparators 106 bildet,
während das Bezugszeichen 104 eine Standardstromversor
gung bezeichnet, die diese Standardspannung 103 erzeugt.
Die Bezugszeichen 109 und 110 bezeichnen Vergleichsaus
gangsspannungen, die von den Komparatoren 105 bzw. 106
ausgegeben werden, während das Bezugszeichen 107 einen
Inverter bezeichnet und das Bezugszeichen 111 die inver
tierte Vergleichsausgangsspannung 110 bezeichnet. Das
Bezugszeichen 108 bezeichnet ein UND-Gatter, das die
Vergleichsausgänge 109 und 111 von den Komparatoren 105
bzw. 106 UND-verknüpft, wodurch das Rücksetzausgangs
signal 91 ausgegeben wird.
Fig. 8 ist eine Konstruktionsansicht, die die beispiel
hafte Schaltungsanordnung des Impulsgenerators 26 zeigt.
In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 52 eine Taktgene
ratorschaltung, während das Bezugszeichen 53 einen Takt
bezeichnet, der in der Taktgeneratorschaltung 52 erzeugt
wird, das Bezugszeichen 51 einen Zähler bezeichnet und
das Bezugszeichen 200 ein Herstellungssignal bezeichnet,
das von außen eingegeben wird. In einem Komparator 50
wird der Ausgang des Zählers 51 mit dem Herstellungs
signal verglichen. Wenn der Wert des Zählers 51 mit dem
Herstellungssignal 200 übereinstimmt, wird einerseits ein
Impuls ausgegeben, andererseits wird dieser Impuls in
eine Synchronisationsrücksetzschaltung 54 eingegeben,
wobei der Ausgang der Synchronisationsrücksetzschaltung
54 wiederum in den Zähler 51 eingegeben wird. Daher wird
der Rückkehrimpuls 14 mit einer vorgegebenen Periode T1
ausgegeben.
Fig. 9 ist ein Zeitablaufplan, in dem die Funktionsweisen
des obengenannten Rücksetzgenerators 20 und des obenge
nannten Impulsgenerators 26 erläutert werden. Wenn die
Stromversorgung eingeschaltet wird, steigt die Stromver
sorgungsspannung 100 allmählich an und übersteigt die
jeweiligen Standardspannungen 101 und 103, so daß Signale
109 bzw. 110 (oder bei invertiertem Ausgang das Signal
111) ausgegeben werden, die UND-verknüpft werden, wodurch
der Rücksetzausgang 91 erzeugt wird.
Durch diesen Rücksetzausgang 91 wird der Zähler 51 zu
rückgesetzt, so daß der Rückkehrimpuls 14 mit der vorge
gebenen Periode T1 ausgegeben wird. Entsprechend dem
Herstellungssignal 200 kann der Vergleichsstandardwert
des Komparators erzeugt werden, so daß in Abhängigkeit
von der Breite der vorgegebenen Periode T1 eine geeignete
Periode eingestellt werden kann.
Fig. 10 ist eine Konstruktionsansicht der Logikschaltung
100. Der Rückkehrimpuls 14 wird vom Impulsgenerator 26
eingegeben und zusammen mit einem Rücksetzausgang 92, der
vom Rücksetzgenerator 90 ausgegeben wird, in ein ODER-
Gatter eingegeben, wodurch das Zwischenspeicher-Löschsi
gnal erzeugt wird. Daher wird bei einem Einschalten der
Stromversorgung die Zwischenspeicherschaltung 5 stets
zurückgesetzt, so daß sie in den Anfangszustand zurück
kehrt.
Fig. 11 ist ein Zeitablaufplan, in dem die Setzoperation
der Zwischenspeicherschaltung 5 und die Löschoperation
der Zwischenspeicherschaltung 5 entsprechend dem Rück
kehrsignal 14 erläutert werden. In Fig. 11 bezeichnen die
Bezugszeichen CHa und CHb jeweils einen der in Fig. 1
gezeigten Kanäle. Im Normalzustand, in dem an CHa ein
hoher Pegel angelegt wird, nimmt die MOS-Gatespannung von
CHa hohen Pegel an, wenn hingegen an CHa ein niedriger
Pegel angelegt wird, nimmt die MOS-Gatespannung von CHa
niedrigen Pegel an.
Wenn ein Kurzschluß entsteht, werden in dem obenerwähnten
Betrieb der Überstrom und die Übertemperatur anhand des
Übergangs des Q-Ausgangs der Zwischenspeicherschaltung 5
zu hohem Pegel erfaßt, weshalb die Abschaltschaltung 7a
die Gatespannung 23 des MOSFET 9 auf niedrigen Pegel
setzt. Daher fließt zum Schalt-Leistungselement 9a kein
Strom, weiterhin kehren der Strom und die Temperatur nach
Verstreichen einer ausreichenden Zeitperiode wieder in
den regulären Zustand zurück.
Durch den Rückkehrimpuls 14, der jeweils nach der vorge
gebenen Periode T1 ausgegeben wird, und aufgrund der
Tatsache, daß der Zwischenspeicher gelöscht wird, geht
die am MOS-Gate von CHa anliegende Spannung zu hohem
Pegel über, wenn die Ursache für den Kurzschluß beseitigt
worden ist.
Was andererseits den Kanal CHb betrifft, wird der Q-
Ausgang der Zwischenspeicherschaltung 5 auf hohen Pegel
gesetzt und wird die Gatespannung 23 des MOSFET auf
niedrigen Pegel gesetzt, wenn der Kurzschluß in zeitli
cher Umgebung des Rückkehrimpulses 14 erzeugt wird, so
daß die Zeit zum Löschen des Zwischenspeichers durch den
Rückkehrimpuls kurz wird. Wenn hierbei die Zeit für die
Rückkehr des Stroms oder der Temperatur in den regulären
Zustand unzureichend wird, hält der anomale Zustand
selbst bei gelöschtem Zwischenspeicher an, weshalb der
Zwischenspeicher erneut gesetzt wird und die Gatespannung
erneut zum niedrigen Pegel übergeht.
Durch den Rückkehrimpuls 14, der jeweils nach der vorge
gebenen Periode T1 ausgegeben wird, und aufgrund der
Tatsache, daß der Zwischenspeicher gelöscht wird, geht
die MOS-Gatespannung dann, wenn der Strom und die Tempe
ratur im regulären Zustand sind, wegen CHb auf hohen
Pegel über.
Selbst wenn daher in der Last ein Kurzschluß auftritt und
der anomale Zustand vorliegt, wird der Q-Ausgang der
Zwischenspeicherschaltung 5 auf hohen Pegel gesetzt,
woraufhin bei Beseitigung des durch den Kurzschluß in der
Last bedingten anomalen Zustands nach Verstreichen der
vorgegebenen Periode T1 die Zwischenspeicherschaltung 5
gelöscht wird und automatisch in den Anfangszustand
zurückkehrt. Daher kann die Gatespannung 23a entsprechend
dem Eingangssignal 22a gesteuert werden.
Nun wird mit Bezug auf den Zeitablaufplan von Fig. 12 die
Gesamtoperation der obenerläuterten Blöcke beschrieben.
Zunächst wird das Steuersignal vom Mikroprozessor 1
eingegeben, wobei das Schalt-Leistungselement 9a dann,
wenn das Eingangssignal 22a hohen Pegel besitzt, durch
schaltet, so daß zur Last ein Strom fließt und die Aus
gangsanschlußspannung 71a niedrigen Pegel besitzt. In
diesem Fall liegt der reguläre Zustand vor, so daß der
Spiegelström 39 und die Temperaturerfassungsschaltung
ebenfalls reguläre Werte besitzen.
Wenn unter diesen Bedingungen in der Last 10a ein Kurz
schluß auftritt, geht die Ausgangsanschlußspannung wie in
Fig. 12 gezeigt zu hohem Pegel über und fließt zum
Schalt-Leistungselement 9a ein großer Strom, gleichzeitig
steigt der Spiegelstrom 30a, dessen Betrag zu diesem
Strom proportional ist, wie durch das Bezugszeichen 39a
in Fig. 12 gezeigt an. Daher wird über dem Widerstand 43a
in der Überstrom-Erfassungsschaltung 3a ein Spannungsab
fall 40a erzeugt, der sich wie in Fig. 12 gezeigt ändert.
Wenn der Spannungsabfall 40a den in Fig. 12 gezeigten
Überstrom-Erfassungsschwellenwert übersteigt, wird das
Überstrom-Erfassungssignal 15a ausgegeben. Wenn der Strom
und damit der Spannungsabfall weiter ansteigen und den
Strombegrenzungsschwellenwert 42a übersteigen, wird das
Strombegrenzungssignal 16a ausgegeben. Das Strombegren
zungssignal 16a wird über das ODER-Gatter 6a in die
Abschaltschaltung 7a eingegeben, so daß die Gatespannung
23a auf niedrigen Pegel übergeht und das Schalt-
Leistungselement 9a sowie das Halbleiterelement 8a in den
gesperrten Zustand übergehen.
Bei dieser Konstruktion sinkt der Strom, der fortgesetzt
ansteigen würde, ab, wenn jedoch der Strom auf einen
vorgegebenen Betrag abgesunken ist und der Spannungsab
fall 40a den Strombegrenzungsschwellenwert 42a über
steigt, nimmt das Strombegrenzungssignal lGa niedrigen
Pegel an, die Gatespannung 23a besitzt jedoch hohen
Pegel.
Daher schalten das Schalt-Leistungselement 9a und das
Halbleiterelement 8a durch, so daß der Strom erneut
ansteigt. Da danach die obenbeschriebene Operation wie
derholt ausgeführt wird, fließt durch das Schalt-Lei
stungselement 9a nur ein Strom, der höchstens den vorge
gebenen Betrag hat, so daß eine Zerstörung oder derglei
chen des Schalt-Leistungselements aufgrund eines Über
stroms verhindert werden kann.
Wenn wie oben erwähnt das Schalt-Leistungselement 9a
wiederholt durchschaltet und sperrt und wenn der Über
strom fortgesetzt fließt, wird im Schalt-Leistungselement
9a durch den Durchschaltwiderstand Wärme erzeugt. Wenn
diese Wärme vom Temperaturdetektor 20 erfaßt wird, wird
die Temperaturerfassungsspannung 69 wie gezeigt geändert.
Wenn die Temperaturerfassungspannung 69 den Temperaturer
fassungsschwellenwert 70 übersteigt, wird das Übertempe
ratur-Erfassungssignal 12 ausgegeben.
Durch die UND-Verknüpfung des Übertemperatur-Erfassungs
signals 12 und des Überstrom-Erfassungssignals 15a wird
das Zwischenspeichersetzsignal 17 ausgegeben und wird der
Q-Ausgang der Zwischenspeicherschaltung 5 auf hohen Pegel
gesetzt, wie durch das Bezugszeichen 18a gezeigt ist.
Da dieses Zwischenspeicherschaltungs-Ausgangssignal 18a
über das ODER-Gatter in die Abschaltschaltung 7a eingege
ben wird und die Gatespannung 23a niedrigen Pegel be
sitzt, wird das Schalt-Leistungselement 9a gesperrt, so
daß der Überstromzustand beendet wird und der Strom und
die Temperatur in ihren jeweiligen regulären Zustand
zurückkehren können.
Durch den Rückkehrimpuls 14, der jeweils nach der vorge
gebenen Periode T1 ausgegeben wird, wird die Zwischen
speicherschaltung 5 gelöscht, so daß sie in den Anfangs
zustand zurückkehrt. In dem in Fig. 12 gezeigten Fall
dauert der Kurzschlußzustand an, so daß die obenbeschrie
benen Operationen wiederholt ausgeführt werden.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion wird in dem
Fall, in dem mehrere Lasten durch eine Schaltung gesteu
ert werden, die auf demselben Chip ausgebildet sind,
wegen der Tatsache, daß die Überstromerfassung und die
Übertemperaturerfassung gemeinsam erfolgen, der anomale
Zustand des Schalt-Leistungselements sicher erfaßt, so
daß seine Zerstörung verhindert werden kann.
Selbst wenn der anomale Zustand auftritt und das Schalt-
Leistungselement unterbrochen wird, kann, da dieser
Zustand für eine vorgegebene Zeitdauer aufrechterhalten
werden kann, die Zerstörung des Schalt-Leistungselements
aufgrund eines wiederholten Wechsels vom Durchschaltzu
stand in den gesperrten Zustand verhindert werden, ferner
kann der anomale Zustand beendet werden. Durch den Rück
kehrimpuls, der eine Rückkehr in den Anfangszustand
bewirkt, kann eine einfache Schaltungskonstruktion für
das automatische Abschalten und ein Rücksetzen des
Schalt-Leistungselements verwirklicht werden.
Da in der Überstrom-Erfassungsschaltung, nachdem die
Überstromerfassung und die Übertemperaturerfassung ausge
führt worden sind, zwei Arten von Schwellenwerten, die
durch den Überstrom-Erfassungsschwellenwert und durch den
Strombegrenzungsschwellenwert gegeben sind, verwendet
werden, ist der Strom, der während der Periode fließt, in
der die Zwischenspeicherschaltung auf hohen Pegel gesetzt
ist und das Schalt-Leistungselement gesperrt ist, be
grenzt, so daß eine Zerstörung des Schalt-Leistungsele
ments verhindert werden kann.
Da die Zwischenspeicherschaltung nur gesetzt wird und das
Schalt-Leistungselement nur gesperrt wird, wenn der
Überstrom und die Übertemperatur gleichzeitig auftreten,
kann eine Fehlfunktion aufgrund eines momentanen Über
stroms, der etwa durch Rauschen verursacht wird, vermie
den werden.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 13 eine zweite Ausführungs
form der Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung gemäß
der Erfindung erläutert.
In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 204 eine Logik
schaltung, die als Antwort auf ein Rücksetzsignal 91, das
im Rücksetzgenerator 90 als Antwort auf die Stromversor
gungsspannung erzeugt wird, als Antwort auf den Rückkehr
impuls 14, der im Impulsgenerator 16 erzeugt wird, und
als Antwort auf die Q-Ausgangssignale 18a-18e von der
Zwischenspeicherschaltung 5 Zählersignale 14a-14d er
zeugt, die zählbare Impulse bilden, die von Zählerschal
tungen 203a-203d gezählt werden können.
In die Zählerschaltungen 203a-203d wird das Rücksetzsi
gnal 91 vom Rücksetzgenerator 90 eingegeben. Die Bezugs
zeichen 205a-205d bezeichnen Löschschaltungen der Zähler
schaltungen 203a-203d, mit denen die Zwischenspeicher
schaltung in den Anfangszustand gelöscht wird. Das Be
zugszeichen 201 bezeichnet eine Speichereinrichtung, die
den Wert des Herstellungssignals 200 speichert, das von
außen eingegeben wird und das in die Zählerschaltungen
203a-203d eingegeben wird.
Mit Ausnahme der obigen Elemente stimmt die Vorrichtung
mit Überstrom-Abschalteinrichtung und mit Übertemperatur-
Abschalteinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der
Erfindung mit jener der ersten Ausführungsform der Erfin
dung im wesentlichen überein.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 14 und 15 die Funktions
weise der zweiten Ausführungsform der Erfindung erläu
tert. Fig. 14 ist eine Konstruktionsansicht zur Erläute
rung von Einzelheiten der Logikschaltung 204 der zweiten
Ausführungsform der Erfindung. Der Rückkehrimpuls 14, der
vom Impulsgenerator 26 ausgegeben wird, wird zusammen mit
dem Q-Ausgangssignal 18a von den Zwischenspeicherschal
tungen 5a-5d in ein UND-Gatter eingegeben, das die Zäh
lersignale 14a-14d ausgibt. Daher werden die Zählersi
gnale 14a-14d nur ausgegeben, wenn die Zwischenspeicher
schaltungen 5a-5d gesetzt sind und wenn die Q-Ausgänge
18a-18d hohen Pegel besitzen.
Fig. 15 ist eine Konstruktionsansicht zur Erläuterung von
Einzelheiten der Zählerschaltung 203a. In Fig. 15 be
zeichnet das Bezugszeichen 202a ein Herstellungssignal,
das von außen eingegeben wird, während das Bezugszeichen
206a einen Aufwärtszähler bezeichnet, der das Zählersi
gnal 14a hochzählt, und das Bezugszeichen 207 eine Ver
gleichsschaltung bezeichnet. Diese Vergleichsschaltung
207 vergleicht den Zählerwert 208a vom Aufwärtszähler
206a und gibt bei Übereinstimmung das Übereinstimmungs
signal 209 aus. Zusammen mit dem Übereinstimmungssignal
209a wird in ein ODER-Gatter ein vom Rücksetzgenerator 90
ausgegebenes Rücksetzsignal 91 eingegeben, so daß das
ODER-Gatter ein Löschsignal 205 ausgibt.
Durch dieses Löschsignal 205 wird, wenn die Stromversor
gung eingeschaltet wird, entsprechend dem Rücksetzsignal
91 die Zwischenspeicherschaltung 5a in den Anfangszustand
zurückgesetzt, wobei die Löschung der Zwischenspeicher
schaltung 5a in den Anfangszustand selbst dann erfolgt,
wenn der Zählerwert 208a und das Herstellungssignal 202a
übereinstimmen. Wenn der Zählerwert 208a und das Herstel
lungssignal 202a übereinstimmen, wird das Löschsignal
205a in den Aufwärtszähler 206a eingegeben, wobei der
Zählerwert auf null zurückgesetzt wird.
Die Wirkungen dieser zweiten Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung mit Überstrom-Abschalteinrich
tung und Übertemperatur-Abschalteinrichtung sind die
folgenden:
Wenn in der Last 10a ein Kurzschluß auftritt und durch
das Schalt-Leistungselement 9a ein Überstrom fließt,
werden der Überstrom und die Übertemperatur erfaßt,
gleichzeitig wird der Q-Ausgang der Zwischenspeicher
schaltung 5a in die Logikschaltung 204 eingegeben, wobei
das UND-Gatter öffnet und das Zählersignal 14a ausgegeben
wird. Da die Periode dieses Zählersignals 14a mit der
Periode des Rückkehrimpulses übereinstimmt, der im Im
pulsgenerator 26 erzeugt wird, besitzt die Periode dieses
Zählersignals 14a die vorgegebene Periode T1. Da das
Zählersignal mit der Periode T1 in den Zähler 203a einge
geben wird, wird durch den Aufwärtszähler 206a ein Wert
für dieses Zählersignal hochgezählt, wobei dann, wenn der
Zählwert gleich einem im voraus erstellten Wert wird, der
durch ein Einstellsignal 202a gesetzt wird, ein Löschaus
gangssignal 205a ausgegeben wird, mit dem die Zwischen
speicherlöschschaltung gelöscht wird.
Wenn daher der anomale Zustand besteht und die Zwischen
speicherschaltung 5a gesetzt wird, nachdem der Zwischen
speicher als Antwort auf den Wert des Herstellungssignals
202a, das von außen eingegeben wird, gelöscht worden ist
(nach einer Zeit, die der mit dem Zählwert multiplizier
ten vorgegebenen Periode T1 entspricht), kann ab dem
Setzen des Zwischenspeichers bis zur Rückkehr des Zwi
schenspeichers die Rückkehrzeit beliebig gesetzt werden.
Da wegen des UND-Gatters in der Logikschaltung 204 das
Zählersignal 14 nur ausgegeben wird, wenn die Zwischen
speicherschaltung 5a auf hohen Pegel gesetzt ist, zählt
der Aufwärtszähler 206a nur dann hoch, wenn eine Anomalie
auftritt. Daher kann für jede der Zwischenspeicherschal
tungen 5a-5d die Rückkehrzeitsteuerung in Abhängigkeit
von den Arten der Lasten ausgeführt werden, da die Zeit
vom Setzen des Zwischenspeichers bis zur Rückkehr des
Zwischenspeichers beliebig gesetzt werden kann. Was den
Aufwärtszähler 206a in Fig. 15 betrifft, kann eine Kon
struktion verwendet werden, in der das Ausgangssignal 18a
der Zwischenspeicherschaltung 15a als Rücksetzsignal des
Aufwärtszählers 206a eingegeben wird, verwendet werden,
wodurch die erwünschte Funktionsweise verwirklicht wird.
Wenn in dieser Konstruktion der Q-Ausgang der Zwischen
speicherschaltung auf hohen Pegel gesetzt ist, zählt der
Aufwärtszähler 206 hoch, wenn der Q-Ausgang jedoch auf
niedrigen Pegel gelöscht ist, ist die Zwischenspeicher
schaltung in den Anfangszustand zurückgesetzt, so daß die
Schalt-Leistungselemente 9a-9d zwischen dem Setzen des
Zwischenspeichers und der Rückkehr des Zwischenspeichers
einzeln gesteuert werden können, so daß die Rückkehrzeit
steuerung in Abhängigkeit von den Arten der Lasten ausge
führt werden kann.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 16 eine dritte Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Über
strom-Abschalteinrichtung und einer Übertemperatur-Ab
schalteinrichtung erläutert. In Fig. 16 bezeichnet das
Bezugszeichen 159 einen Mikroprozessor, während das
Bezugszeichen 151 eine Zentraleinheit bezeichnet, das
Bezugszeichen 152 ein Ausgangsregister bezeichnet, das
Bezugszeichen 154 ein Eingangsregister bezeichnet und das
Bezugszeichen 150 einen Kommunikationsdemodulator be
zeichnet. Das Bezugszeichen 157 bezeichnet einen Kommuni
kationsmodulator, während die Bezugszeichen 158a-158s
Eingangsanschlußstift-Befehle bezeichnen, das Bezugszei
chen 161 einen Zeitgeber bezeichnet, das Bezugszeichen
156 ein Zeitgeberunterbrechungssignal bezeichnet, das
Bezugszeichen 159 ein Kommunikationsunterbrechungssignal
bezeichnet, das Bezugszeichen 162 eine Überstromzustand-
Anzeigelampe bezeichnet und das Bezugszeichen 81 einen
Kommunikationstakt bezeichnet.
Weiterhin besitzen die Elemente, die mit jenen der frühe
ren Ausführungsformen übereinstimmen, die gleichen Be
zugszeichen. In der obigen weiteren Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Teil der automati
schen Abschaltoperationen, die auf den Erfassungssignalen
in bezug auf die Übertemperatur-Anomalie und die Über
strom-Anomalie basieren, durch einen externen Abschnitt
des Mikroprozessors 159 ausgeführt.
In dieser Ausführungsform werden jedoch nahezu sämtliche
Steuerungen für die Schutzoperationen im Mikroprozessor
159 ausgeführt. Das heißt, daß das Temperaturanomalie-
Erfassungssignal 12 und die Überstrom-Erfassungssignale
15a-15d, die N Bits besitzen, durch den Kommunikationsmo
dulator 157 moduliert werden und durch den Kommunikati
onsdemodulator 150, der die Überstrom-Erfassungssignale
15a-15d empfängt, demoduliert.
Durch diese Demodulationsergebnisse und durch die Setzung
des Ausgangsregisters 152 durch die Eingangsbefehle
158a-158d wird das Signal an die Ausgangsanschlüsse
ausgegeben. Diese Verarbeitung wird in der Zentraleinheit
151 ausgeführt, wobei bei Beginn eines Triggersignals die
Unterbrechungssignale 156 und 159 vom Zeitgeber 161 bzw.
vom Kommunikationsdemodulator 150 vorbereitet werden.
Weiterhin kann eine Routine zum Überwachen der Zustände
der Eingangsanschlußstift-Befehle im Hauptprogramm vorge
sehen sein.
Nun werden Beispiele für die Verarbeitung mit Bezug auf
die Fig. 17 bis 19 erläutert. Diese Verarbeitung kann im
allgemeinen auf ein System mit N Bits erweitert werden,
um jedoch das Beispiel zu vereinfachen, wird lediglich
ein Beispiel mit vier Bits erläutert. Die jeweiligen Bits
des Ausgangsregisters sind mit A, B, C bzw. D bezeichnet,
während ein Bit, das eine Temperaturanomalie angibt, mit
IO bezeichnet ist, so daß die entsprechenden Bits mit IA,
IB, IC bzw. ID bezeichnet sind.
In den Mikroprozessor wird das Anfangsrücksetzsignal von
einer Setzsignal-Erzeugungsschaltung, die in Fig. 16
nicht gezeigt ist, eingegeben, wobei in dieser Konstruk
tion im Ausgangsregister die entsprechenden Zahlen, die
ka, kb, kc und kd enthalten, mit Nullen aufgefüllt wer
den. Die obengenannten Bezugszeichen ka, kb, kc und kd
werden später im einzelnen erläutert.
Wenn in der Last der Kurzschlußzustand andauert, weil
beispielsweise der Stromführungstest andauert, so daß das
Schalt-Leistungselement verschlechtert oder gar zerstört
würde, bezeichnet das obengenannte jeweilige Bezugszei
chen den Zähler, der so beschaffen ist, daß er bei einer
geeigneten Zahl (M) seinen Endzählstand erreicht, was
unter Verwendung eines Speicherelements des Mikroprozes
sors verwirklicht werden kann (der in einem externen
Abschnitt installiert sein kann). In dieser weiteren
Ausführungsform der Erfindung mit Überstrom-Abschaltein
richtung und Übertemperatur-Abschalteinrichtung der
Erfindung wird dies Testzeit-Zählwert genannt.
Zwischen dem Kommunikationsdemodulator 150 und dem Kommu
nikationsmodulator 157 wird eine serielle Kommunikation
ausgeführt (Signalleitungen sind auf einer Zeitachse
seriell angeordnet), wobei ein Takt für die Ausführung
dieser Kommunikation vom Mikroprozessor 159 auf einer
Leitung 81 geliefert wird und wobei für die Synchronisa
tion die Signalleitungen, die die Leitungen IA, IB, IC
und ID umfassen, über eine Kommunikationssignalleitung 29
zum Mikroprozessor 159 zurückgeführt sind. Ein Zähler
wert, der im Zeitgeber 161 erzeugt wird, zählt die oben
genannte Zeitperiode T1 und den Ausgang des Unterbre
chungsimpulses mit Periode T1. Das Intervall T1, mit dem
der Stromführungstest wiederholt wird, wird durch den
Zeitgeber 161 festgelegt.
In dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich
tung bewirkt eine Periode eines Takts 81 die Kommunika
tion und ist viel kürzer als die Periode des Zeitgeberun
terbrechungssignals. Auch die Übertragung des Übertempe
ratur- und des Überstrom-Anomaliesignals zum Mikroprozes
sor erfolgt mit hoher Geschwindigkeit. Wenn die Geschwin
digkeit niedriger wäre, würde das Schalt-Leistungselement
ununterbrochen Strom leiten, so daß es überhitzt und
eventuell zerstört würde.
Wenn in dieser Konstruktion der Erfindung die ausrei
chende Kommunikationsgeschwindigkeit nicht erhalten
werden kann, müssen Gegenmaßnahmen getroffen werden,
beispielsweise müßte eine parallele Übertragungsleitung
verwendet werden. Die Funktionsweise der Überstrom-Erfas
sungsschaltungen 3a-3d wäre dann die gleiche wie in der
in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, so daß, da die
Überstrom-Erfassungsschaltungen durch die Signale 16a-16d
bei einem Überstrom-Zustand automatisch abgeschaltet
würden, der Strom begrenzt wird.
Nun wird mit Bezug auf den Ablaufplan von Fig. 17 die
Kommunikationsunterbrechungsverarbeitung zusammenfassend
erläutert. Wenn die Zentraleinheit 151 im Mikroprozessor
159 eine Reihe serieller Daten empfängt, wird in jeder
Zeiteinheit ein Unterbrechungsverarbeitungselement emp
fangen. Da in einer Informationseinheit das Bit 10, das
die Temperaturanomalie angibt, enthalten ist, wird zu
nächst dieses Bit geprüft. Wenn das Bit nicht gesetzt
ist, was bedeutet, daß kein Überhitzungszustand vorliegt,
wird das Signal 163 in Fig. 16 deaktiviert, so daß die
Lampe 162 ausgeschaltet wird. Wenn hingegen das Bit
gesetzt ist, was auf einen Übertemperaturzustand hin
weist, werden die Signalleitungen IA-ID geprüft.
Wie oben erwähnt worden ist, ist es anhand der Übertempe
ratur-Informationen möglich, die Temperatur des Ab
schnitts, in dem der Chip angebracht ist, zu überwachen,
da jedoch nicht spezifiziert werden kann, welches Schalt-
Leistungselement einer Überhitzung unterliegt, wird
zugleich der Überstromzustand geprüft. In diesen Signal
leitungen IA-ID wird von den Bits A-D dasjenige Bit, das
dem Bit entspricht, das auf 1 gesetzt wird, auf 0 ge
setzt, d. h., dieses Bit wird durch das Abschaltsignal
ersetzt. Die Bits, die nicht auf 1 gesetzt sind, werden
nicht verarbeitet. Schließlich wird eine Lampe, die einen
Überhitzungszustand angibt, eingeschaltet.
Was die Anomaliesignale sowohl für die Übertemperatur als
auch für den Überstrom betrifft, wird die Verarbeitung,
die ein Abschalten bewirkt, häufig ausgeführt. Anderer
seits wird die Operation, die die Stromführung bewirkt,
zum Zeitpunkt der Änderung der Eingangsanschlußstift-
Befehle 158a-158d und jeweils nach dem Zeitintervall T1
begonnen (insbesondere erfolgt eine Änderung vom hohen
Pegel zum niedrigen Pegel: eine Änderung zwischen dem
Abschaltbefehl und dem Einschaltbefehl).
Im allgemeinen ist die Häufigkeit dieser Operationen viel
geringer als diejenige der obenerwähnten Kommunikations
unterbrechung. Im folgenden wird diese Verarbeitung mit
Bezug auf die Ablaufpläne in den Fig. 18 und 19 erläu
tert.
Zunächst ist in Fig. 18 ein Verarbeitungsbeispiel der
Erfassung der Änderung der Eingangsanschlußstift-Befehle
158a-158d gezeigt. Im allgemeinen ist ein Anschlußstift
zustand im Speicher gespeichert, wobei die Änderung des
Anschlußstiftzustandes mit einer Hauptroutine oder einer
Routine, die sehr häufig ausgeführt wird, überwacht wird.
Wenn hierbei der Eingangsanschlußstift-Befehl 158a vom
niedrigen zum hohen Pegel wechselt, wird der Testzeit-
Zählerwert ka geprüft. Der Testzeit-Zählerwert ka bewirkt
die Rücksetzung nach null in den niedrigen Zustand bzw.
in den Anfangszustand.
Im Ergebnis wird der Anschlußstift-Befehl inkrementiert,
so daß ka = 1 gilt und der Beginn der Stromführung be
wirkt wird. M wird auf eine nicht zu große ganze Zahl, im
allgemeinen im Bereich von 5-10, gesetzt, um die Strom
führungstest-Zahl zu regulieren. Da im allgemeinen das
Bit 10 niedrigen Pegel besitzt, wird in dieser Routine zu
einem Zeitpunkt, zu dem der Eingangsanschlußstift-Befehl
zu einem hohen Pegel wechselt, irgendeines der Bits A-D,
das dem geänderten Befehl entspricht, auf 1 gesetzt.
Danach wird entsprechend der obengenannten Kommunikati
onsunterbrechungsroutine nur dann der automatische Ab
schaltbetrieb ausgeführt, wenn eine Übertemperatur und
ein Überstrom erfaßt werden.
Mit Bezug auf Fig. 19 wird die Verarbeitung der Zeitge
berunterbrechungsverarbeitung-Routine erläutert. In
dieser Routine wird grundsätzlich eine Verarbeitung
ausgeführt, die derjenigen der Routine von Fig. 18 ent
spricht. Ein Trigger in dieser Routine ist ein Zeitunter
brechungssignal, wobei das Intervall dieses Signals durch
die Periode T1 gegeben ist. Hierbei werden die Anschluß
stift-Befehle 158a-158d und die Testzeit-Zählwerte (ka,
kb, kc und kd) geprüft, wobei die Bits (A-D), die dem
Stromführungsbefehl entsprechen, auf 1 gesetzt werden.
Wenn hierbei die Testzeit die obenerwähnte Zahl M über
steigt, wird 0 gesetzt. Die Testzeit-Zählwerte (ka, kb,
kc und kd) werden auf null zurückgesetzt, wenn das An
schlußstift-Befehlssignal 0 (niedrig) ist, so daß es für
die Zählung der Testzahl für den nächsten Stromführungs
befehl bereit ist.
Im folgenden wird mit Bezug auf das in Fig. 20 gezeigte
Signalformdiagramm die Funktionsweise dieser in Fig. 16
gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich
tung erläutert. In Fig. 20 geben die Bezugszeichen 170-
176 Zeitpunkte an, wobei angenommen wird, daß zwischen
den beiden Enden der in Fig. 16 gezeigten Last 10c eine
Kurzschlußanomalie erzeugt wird. Die Eingangsanschluß
stift-Befehle sind mit den Bezugszeichen 158a-158d von
Fig. 16 bezeichnet, die Periode der Zeitgeberunterbre
chung ist mit T1 bezeichnet, ferner wird angenommen, daß
die Zeitgeberunterbrechung in Übereinstimmung mit der
Anstiegsflanke der Signalform 156 erzeugt wird. Außerdem
wird angenommen, daß die Änderung des Anschlußstift-
Befehlssignals in einer sehr kurzen Periode in Überein
stimmung mit der in Fig. 18 gezeigten Verarbeitungsrou
tine überwacht wird.
Zunächst werden die Eingangsanschlußstift-Befehle 158a,
158b und 158d als Eingangssignale 22a, 22b bzw. 22d
übertragen, da an diesen Lastanschlüssen keine Anomalie
vorliegt. Für den Eingangsanschlußstift-Befehl 158c wird
jedoch zum Zeitpunkt 170 eine Änderung vom niedrigen
Pegel zum hohen Pegel entsprechend der Verarbeitungsrou
tine und dem als Stromführungssignal dienenden Eingangs
signal 22c erfaßt. Wenn das Eingangssignal 22c zum hohen
Pegel wechselt, wird der Testzahl-Zählwert kc auf 1
inkrementiert. Da hierbei die Last 10c den Kurzschluß-
Anomaliezustand besitzt, besitzt das Eingangssignal 15c
in die Überstrom-Erfassungsschaltung 3c (Fig. 16) für die
Last 10c höhen Pegel (hohes Potential).
In dem Kommunikationssignal 29 wird vor dem Zeitpunkt 170
weder eine Anomalie bezüglich der Übertemperatur noch
eine Anomalie bezüglich des Überstroms erfaßt. Der oben
genannte Zustand ist in einem unteren Abschnitt des
Kommunikationssignals vergrößert dargestellt. Durch
Synchronisation mit einem Takt 81 sind sämtliche Bits IO,
IA, IB, IC und ID ab dem Kopfabschnitt null. Zum Zeit
punkt 170 wechselt jedoch das Überstrom-Erfassungssignal
15c nach 1, woraufhin das Übertemperatur-Erfassungssignal
ebenfalls nach 1 wechselt. Selbstverständlich führt das
Signal 16c, da die obenerwähnte Strombegrenzungsoperation
ausgeführt wird, den entgegengesetzten Wechsel zwischen
hohem Potential und niedrigem Potential aus.
Wenigstens zum Zeitpunkt 176 erscheint im Kommunikations
signal 29 der Anstieg IO, außerdem steigt das IC-Bit auf
1 an. Der Mikroprozessor, der das Signal empfängt, führt
für das Ausgangsbit C entsprechend der Kommunikationsun
terbrechungsverarbeitungsroutine von Fig. 17 eine
Nullauffüllverarbeitung aus. Daher wechselt das Potential
des Signals 22c vom hohen zum niedrigen Pegel.
Der nächste Zeitpunkt, zu dem das Signal 22c vom niedri
gen zum hohen Pegel wechselt, ist der Zeitpunkt 171, zu
dem das Zeitgeberunterbrechungsverarbeitungssignal 156
erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zeitgeberun
terbrechungsverarbeitung-Routine, die in Fig. 19 gezeigt
ist, ausgeführt, wobei der Zählerwert kc den Wert 2
erhält (kc = 2), die Stromführungs-Testoperation ausge
führt wird und das Signal 22c auf hohen Pegel gesetzt
wird.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die obengenannte Überstromanoma
lie und die obengenannte Übertemperaturanomalie erzeugt
werden, wird erneut der automatische Abschaltvorgang
ausgeführt. Die obengenannte Reihe von Operationen wird
ausgeführt, bis der Zählerwert kc den Wert M erreicht
(kc = M), woraufhin der Anschlußstift-Befehl 158a zum
hohen Potential wechselt, so daß die obengenannte Reihe
von Operationen nicht länger ausgeführt wird. In diesen
Operationen wird eine Überhitzungsstrom-Anzeigelampe 182
während der Übertemperatur-Erfassungsanomalie eingeschal
tet, selbstverständlich könnte die Lampe jedoch durch
eine Schallquelle wie etwa einen Summer ersetzt sein.
In dieser Ausführung der Erfindung ist die Zeitzahl zum
automatischen Testen der Stromführung durch den Zähler
wert ka usw. gegeben und beispielsweise begrenzt, es ist
jedoch möglich, die Zeitbegrenzung unter Verwendung eines
anderen Zeitgebers oder dergleichen auszuführen.
In dieser Ausführung der Erfindung ist nur ein Tempera
turdetektor vorgesehen, selbstverständlich könnten jedoch
mehrere Temperaturdetektoren an benachbarten Positionen
angeordnet sein, wenn eine große Anzahl von Schalt-Lei
stungselementen vorhanden ist und die Schalt-Leistungs
elemente verstreut an mehreren Positionen auf dem Chip
angeordnet sind. Wie oben erwähnt worden ist, kann die
Erfindung unter Verwendung eines Mikroprozessors ausge
führt werden.
Die jeweiligen Konstruktionselemente in den obenbeschrie
benen Ausführungsformen der Erfindung können entweder
durch Hardware oder durch Software verwirklicht werden,
wobei im letzteren Fall eine leistungsfähige Vorrichtung
wie etwa ein Mikrocomputer erforderlich ist.
In der obigen Erläuterung wird das Element 65a als Tempe
raturerfassungselement verwendet, das durch eine mehrstu
fige Reihenschaltung von Dioden gebildet ist. Da durch
einen Abschnitt, der den Schalt-Leistungselementen 9a-9d
entspricht, ein vergleichsweise hoher Strom fließen muß,
belegt dieser Abschnitt eine vergleichsweise große Fläche
auf dem Chip. Wenn nun angenommen wird, daß diese Fläche
ungefähr 40% ausmacht, wird der in Fig. 21 gezeigte
Zustand erhalten. In Fig. 21 bezeichnet das Bezugszeichen
180 eine auf einem Chip integrierte Schaltung, während
die Bezugszeichen 181a-181d Schalt-Leistungschips be
zeichnen, das Bezugszeichen 182 eine mehrstufige Diode
bezeichnet und das Bezugszeichen 183 eine Konstantstrom
schaltung bezeichnet, die auf dem Chip angeordnet ist.
Die mehrstufige Diode 182 ist so beschaffen, daß sie
Wärme des Schalt-Leistungselementblocks erfaßt, wobei im
Stand der Technik auf eine solche Anordnung nicht Bezug
genommen wird. Im folgenden wird ein Beispiel offenbart,
in dem die mehrstufige Diode 182 das thermische Verhalten
der jeweiligen Schalt-Leistungselemente überwachen kann.
Fig. 22 ist eine Ausführungsform der Erfindung, in der
diese Überwachungsfunktion verwirklicht ist. Die jeweili
gen Stufen der mehrstufigen Diode 182 sind mit dem Be
zugszeichen 182a-182d bezeichnet und benachbart zu einem
jeweiligen Schalt-Leistungselementchip angeordnet.
Diese Stufen sind in Reihe mit einer Leitung geschaltet,
die aus Aluminium und dergleichen auf dem Chip ausgebil
det ist, wobei der Strom von einer Konstantstromversor
gung 183 geliefert wird. Durch Überwachen des Potentials
des mehrstufigen Diodenanschlusses mit dem Temperatur
anomaliedetektor 27 kann der Schalt-Leistungselementchip
gleichmäßig überwacht werden.
Der Schalt-Leistungselementchip ist nicht auf die Anord
nung eingeschränkt, die nur auf einer Seite der auf einem
Chip integrierten Schaltung vorgesehen ist, vielmehr
können die Schalt-Leistungselemente, wie in den Fig. 23
und 24 gezeigt ist, in zwei oder mehr Blöcke unterteilt
sein. Die mehrstufige Diode besitzt dann ungefähr die
gleiche Anzahl von Blöcken, so daß es möglich ist, die
Temperaturüberwachung für die jeweiligen Blöcke gleichmä
ßig auszuführen. Die Bezugszeichen 182ab und 182cd be
zeichnen jeweils eine Diode.
Erfindungsgemäß können für ein Leistungselement ein
Überstromschutz mit automatischer Abschaltfunktion und
ein Übertemperaturschutz mit langsamerem Ansprechverhal
ten, jedoch mit sicherer Erfassung einer Anomalie, ge
schaffen werden. Dadurch kann das Leistungselement, in
dem ein anomaler Zustand auftritt, spezifiziert und
geschützt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit
einer Überstrom-Abschalteinrichtung und einer Übertempe
ratur-Abschalteinrichtung besitzt eine einfache Schal
tungskonstruktion und kann kostengünstig hergestellt
werden.
Claims (16)
1. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
ein Leistungselement (9), das Strom von einer Stromversorgung (2) an eine in einem Fahrzeug angebrachte Last (10) führt und diese Stromführung unterbricht,
eine Stromerfassungseinrichtung (3), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungselement (9) fließt,
eine Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf den Wärmeerzeugungsbetrag des Leistungselements (9) ändert,
eine Zwischenspeichereinrichtung (5), die einen vorgegebenen Zustand als Antwort auf ein Ausgangssignal von der Stromerfassungseinrichtung (3) und von der Tempe raturerfassungseinrichtung (27) hält,
eine Rückkehrimpuls-Erzeugungseinrichtung (26), die einen Rückkehrimpuls erzeugt, um die Zwischenspei chereinrichtung (5) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7), die die Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9) als Antwort auf das Ausgangs signal der Zwischenspeichereinrichtung (5) ausführt.
ein Leistungselement (9), das Strom von einer Stromversorgung (2) an eine in einem Fahrzeug angebrachte Last (10) führt und diese Stromführung unterbricht,
eine Stromerfassungseinrichtung (3), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungselement (9) fließt,
eine Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf den Wärmeerzeugungsbetrag des Leistungselements (9) ändert,
eine Zwischenspeichereinrichtung (5), die einen vorgegebenen Zustand als Antwort auf ein Ausgangssignal von der Stromerfassungseinrichtung (3) und von der Tempe raturerfassungseinrichtung (27) hält,
eine Rückkehrimpuls-Erzeugungseinrichtung (26), die einen Rückkehrimpuls erzeugt, um die Zwischenspei chereinrichtung (5) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7), die die Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9) als Antwort auf das Ausgangs signal der Zwischenspeichereinrichtung (5) ausführt.
2. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
mehrere Leistungselemente (9a-9d), die Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a, 10d) führen und diese Stromfüh rung unterbrechen,
mehrere Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d), die einen Strom erfassen, der in die jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) fließt,
mehrere Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtungen, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzen,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf einen Wärmeerzeugungsbetrag der jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) ändert,
mehrere Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d), die einen vorgegebenen Zustand jedes der Leistungsele mente (9a-9d) als Antwort auf ein Ausgangssignal von den mehreren Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d) und von der Temperaturerfassungseinrichtung (27) aufrechterhalten,
eine Rückkehrimpuls-Erzeugungseinrichtung (26), die einen Rückkehrimpuls erzeugt, um die mehreren Zwi schenspeichereinrichtungen (5a-5d) wieder in einen An fangszustand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteue rung für jedes der entsprechenden Leistungselemente (9a-9d) als Antwort auf das Ausgangssignal der mehreren Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d) ausführt.
mehrere Leistungselemente (9a-9d), die Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a, 10d) führen und diese Stromfüh rung unterbrechen,
mehrere Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d), die einen Strom erfassen, der in die jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) fließt,
mehrere Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtungen, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzen,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf einen Wärmeerzeugungsbetrag der jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) ändert,
mehrere Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d), die einen vorgegebenen Zustand jedes der Leistungsele mente (9a-9d) als Antwort auf ein Ausgangssignal von den mehreren Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d) und von der Temperaturerfassungseinrichtung (27) aufrechterhalten,
eine Rückkehrimpuls-Erzeugungseinrichtung (26), die einen Rückkehrimpuls erzeugt, um die mehreren Zwi schenspeichereinrichtungen (5a-5d) wieder in einen An fangszustand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteue rung für jedes der entsprechenden Leistungselemente (9a-9d) als Antwort auf das Ausgangssignal der mehreren Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d) ausführt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) mehrere
Erfassungsschwellenwerte erzeugt, um den Strom zu erfas
sen, der in das entsprechende Leistungselement (9a-9d)
fließt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
während einer Periode, in der die Zwischenspei
chereinrichtung (5a-5d) in einen vorgegebenen Zustand
versetzt ist, die Stromführungs- und Abschalt-Steuerein
richtung (7a-7d) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der
Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) gesteuert wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch
eine Rücksetzimpuls-Erzeugungseinrichtung (90),
die die Rückkehrimpuls-Erzeugungseinrichtung (26) zurück
setzt, damit sie die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d)
in einen Anfangszustand zurücksetzt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
eine Änderungseinrichtung, die die Periode des
Rückkehrimpulses ändert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch
eine Begrenzungseinrichtung, die die Ausgabe des
Rückkehrimpulses, der in der Rückkehrimpuls-Erzeugungs
einrichtung (26) erzeugt wird, in Abhängigkeit vom Aus
gangssignal der Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d)
begrenzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch
eine Zähleinrichtung (51), die die Anzahl der Rückkehrimpulse zählt, die in der Rückkehrimpuls-Erzeu gungseinrichtung (26) erzeugt werden, und
eine Vergleichseinrichtung (50), die ein Aus gangssignal der Zähleinrichtung (51) mit einem Zähl schwellenwert (200), der einen vorgegebenen Wert besitzt, vergleicht.
eine Zähleinrichtung (51), die die Anzahl der Rückkehrimpulse zählt, die in der Rückkehrimpuls-Erzeu gungseinrichtung (26) erzeugt werden, und
eine Vergleichseinrichtung (50), die ein Aus gangssignal der Zähleinrichtung (51) mit einem Zähl schwellenwert (200), der einen vorgegebenen Wert besitzt, vergleicht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß
die Zähleinrichtung (51) entsprechend einem
Ausgangssignal von der Zwischenspeichereinrichtung
(5a-5d) in einen Anfangszustand zurückgesetzt wird.
10. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
ein Leistungselement (9), das Strom von einer Stromversorgung (2) an eine in einem Fahrzeug angebrachte Last (10) führt und diese Stromführung unterbricht,
eine Stromerfassungseinrichtung (3), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungselement (9) fließt,
eine Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf den Wärmeerzeugungsbetrag des Leistungselements (9) ändert,
eine Zwischenspeichereinrichtung (5), die einen vorgegebenen Zustand als Antwort auf ein Ausgangssignal von der Stromerfassungseinrichtung (3) und von der Tempe raturerfassungseinrichtung (27) hält,
eine Rückkehrimpuls-Eingangsanschlußeinrichtung, die in die Zwischenspeichereinrichtung (5) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrich tung (5) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7), die die Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9) als Antwort auf das Ausgangs signal der Zwischenspeichereinrichtung (5) ausführt.
ein Leistungselement (9), das Strom von einer Stromversorgung (2) an eine in einem Fahrzeug angebrachte Last (10) führt und diese Stromführung unterbricht,
eine Stromerfassungseinrichtung (3), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungselement (9) fließt,
eine Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf den Wärmeerzeugungsbetrag des Leistungselements (9) ändert,
eine Zwischenspeichereinrichtung (5), die einen vorgegebenen Zustand als Antwort auf ein Ausgangssignal von der Stromerfassungseinrichtung (3) und von der Tempe raturerfassungseinrichtung (27) hält,
eine Rückkehrimpuls-Eingangsanschlußeinrichtung, die in die Zwischenspeichereinrichtung (5) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrich tung (5) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7), die die Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9) als Antwort auf das Ausgangs signal der Zwischenspeichereinrichtung (5) ausführt.
11. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
mehrere Leistungselemente (9a-9d), die Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a, 10d) führen und diese Stromfüh rung unterbrechen,
mehrere Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d), die einen Strom erfassen, der in die jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) fließt,
mehrere Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtungen, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzen,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf einen Wärmeerzeugungsbetrag der jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) ändert,
mehrere Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d), die einen vorgegebenen Zustand jedes der Leistungsele mente (9a-9d) als Antwort auf ein Ausgangssignal von den mehreren Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d) und von der Temperaturerfassungseinrichtung (27) aufrechterhalten,
eine Rückkehrimpuls-Eingangsanschlußeinrichtung, die in die mehreren Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die mehreren Zwischen speichereinrichtungen (5a-5d) wieder in einen Anfangszu stand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteue rung für jedes der entsprechenden Leistungselemente (9a-9d) als Antwort auf das Ausgangssignal der mehreren Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d) ausführt.
mehrere Leistungselemente (9a-9d), die Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a, 10d) führen und diese Stromfüh rung unterbrechen,
mehrere Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d), die einen Strom erfassen, der in die jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) fließt,
mehrere Strom/Spannungs-Umsetzungseinrichtungen, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzen,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die das Spannungssignal oder ein Stromsignal als Antwort auf einen Wärmeerzeugungsbetrag der jeweiligen Leistungsele mente (9a-9d) ändert,
mehrere Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d), die einen vorgegebenen Zustand jedes der Leistungsele mente (9a-9d) als Antwort auf ein Ausgangssignal von den mehreren Stromerfassungseinrichtungen (3a-3d) und von der Temperaturerfassungseinrichtung (27) aufrechterhalten,
eine Rückkehrimpuls-Eingangsanschlußeinrichtung, die in die mehreren Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die mehreren Zwischen speichereinrichtungen (5a-5d) wieder in einen Anfangszu stand zu versetzen, und
eine Stromführungs- und Abschalt-Steuereinrich tung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteue rung für jedes der entsprechenden Leistungselemente (9a-9d) als Antwort auf das Ausgangssignal der mehreren Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d) ausführt.
12. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
mehrere Leistungselemente (9a-9d), die einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führen und die Stromführung unterbrechen,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfassen, der in die mehreren Leistungselemente (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strom/Spannungs-Umsetzungsein richtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) besitzt, die in Serie geschaltet ist und ihre Klemmenspannung in Abhängigkeit von der erzeugten Wärmemenge der mehreren Leistungselemente (9a-9d) ändert,
einen Mikroprozessor (1), der in jedes der mehre ren Leistungselemente (9a-9d) in Abhängigkeit vom Aus gangssignal der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und der Temperaturerfassungseinrichtung (27) ein vorgegebenes Steuersignal eingibt, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung für die mehreren Leistungselemente (9a-9d) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Mikropro zessors (1) ausführt.
mehrere Leistungselemente (9a-9d), die einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führen und die Stromführung unterbrechen,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfassen, der in die mehreren Leistungselemente (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strom/Spannungs-Umsetzungsein richtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) besitzt, die in Serie geschaltet ist und ihre Klemmenspannung in Abhängigkeit von der erzeugten Wärmemenge der mehreren Leistungselemente (9a-9d) ändert,
einen Mikroprozessor (1), der in jedes der mehre ren Leistungselemente (9a-9d) in Abhängigkeit vom Aus gangssignal der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und der Temperaturerfassungseinrichtung (27) ein vorgegebenes Steuersignal eingibt, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung für die mehreren Leistungselemente (9a-9d) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Mikropro zessors (1) ausführt.
13. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strom/Spannungs-Umsetzungsein richtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) enthält, die in Serie geschaltet ist und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der erzeugten Wärmemenge des Leistungselements (9a-9d) ändert,
wenigstens eine Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d), die für jedes der Leistungselemente (9a-9d) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal von der Stromerfas sungseinrichtung (3a-3d) und von der Temperaturerfas sungseinrichtung (27) einen vorgegebenen Zustand auf rechterhält,
einen Mikroprozessor (1), der in die Zwischen speichereinrichtung (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung für das Leistungselement (9a-9d) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors (1) ausführt.
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strom/Spannungs-Umsetzungsein richtung, die den erfaßten Strom in ein Spannungssignal umsetzt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) enthält, die in Serie geschaltet ist und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der erzeugten Wärmemenge des Leistungselements (9a-9d) ändert,
wenigstens eine Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d), die für jedes der Leistungselemente (9a-9d) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal von der Stromerfas sungseinrichtung (3a-3d) und von der Temperaturerfas sungseinrichtung (27) einen vorgegebenen Zustand auf rechterhält,
einen Mikroprozessor (1), der in die Zwischen speichereinrichtung (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung für das Leistungselement (9a-9d) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors (1) ausführt.
14. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strombegrenzungseinrichtung, die einen Strom begrenzt, der in das entsprechende Leistungs element (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Überstrom-Erfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Überstrom in einem entsprechenden der Leistungselemente (9a-9d) erfaßt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) enthält, die in Serie geschaltet ist und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der im Leistungs element (9a-9d) erzeugten Wärmemenge ändert,
wenigstens eine Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d), die für jedes entsprechende Leistungselement (9a-9d) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und der Temperaturer fassungseinrichtung (27) einen vorgegebenen Zustand aufrechterhält,
einen Mikroprozessor (1), der, in die Zwischen speichereinrichtung (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9a-9d) in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors (1) aus führt.
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strombegrenzungseinrichtung, die einen Strom begrenzt, der in das entsprechende Leistungs element (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Überstrom-Erfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Überstrom in einem entsprechenden der Leistungselemente (9a-9d) erfaßt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) enthält, die in Serie geschaltet ist und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der im Leistungs element (9a-9d) erzeugten Wärmemenge ändert,
wenigstens eine Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d), die für jedes entsprechende Leistungselement (9a-9d) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und der Temperaturer fassungseinrichtung (27) einen vorgegebenen Zustand aufrechterhält,
einen Mikroprozessor (1), der, in die Zwischen speichereinrichtung (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9a-9d) in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors (1) aus führt.
15. Vorrichtung mit einer Überstrom-Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strombegrenzungseinrichtung, die einen Strom begrenzt, der in das entsprechende Leistungs element (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Überstrom-Erfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Überstrom in einem entsprechenden der Leistungselemente (9a-9d) erfaßt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) enthält, die in Serie geschaltet ist und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der im Leistungs element (9a-9d) erzeugten Wärmemenge ändert,
wenigstens eine Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d), die für jedes der Leistungselemente (9a-9d) entsprechend einem Produktsignal, das aus den Ausgangs signalen von der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und aus dem Ausgangssignal von der Temperaturerfassungsein richtung (27) gebildet ist, einen vorgegebenen Zustand setzt,
einen Mikroprozessor (1), der in die Zwischen speichereinrichtung (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9a-9d) in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors (1) aus führt.
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung (2) an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strombegrenzungseinrichtung, die einen Strom begrenzt, der in das entsprechende Leistungs element (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Überstrom-Erfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Überstrom in einem entsprechenden der Leistungselemente (9a-9d) erfaßt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die eine Diode (65) enthält, die in Serie geschaltet ist und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der im Leistungs element (9a-9d) erzeugten Wärmemenge ändert,
wenigstens eine Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d), die für jedes der Leistungselemente (9a-9d) entsprechend einem Produktsignal, das aus den Ausgangs signalen von der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und aus dem Ausgangssignal von der Temperaturerfassungsein richtung (27) gebildet ist, einen vorgegebenen Zustand setzt,
einen Mikroprozessor (1), der in die Zwischen speichereinrichtung (5a-5d) einen Rückkehrimpuls eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Abschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung des Leistungselements (9a-9d) in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors (1) aus führt.
16. Vorrichtung mit einer Überstrom Abschalteinrich
tung und einer Übertemperatur-Abschalteinrichtung,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strombegrenzungseinrichtung, die einen Strom begrenzt, der in jedes der Leistungselemente (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Überstrom-Erfassungseinrichtung, die einen Überstrom in jedes der Leistungselemente (9a-9d) erfaßt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die mehrere Dioden (65) enthält, die in Serie geschaltet sind und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der erzeugten Wärmemenge des Leistungselements (9a-9d) ändert,
mehrere Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d), die für jedes der Leistungselemente (9a-9d) in Abhängig keit von einem Produktsignal, das aus dem Ausgangssignal von der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und aus dem Ausgangssignal von der Temperaturerfassungseinrichtung (27) gebildet ist, einen vorgegebenen Zustand aufrechter hält,
einen Mikroprozessor (1), der einen Rückkehrim puls in die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Stromabschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung der Leistungselemente (9a-9d) in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors ausführt,
wobei die mehreren Dioden (65) verstreut und in der Umgebung des wenigstens einen Leistungselements (9a-9d) angeordnet sind.
wenigstens ein Leistungselement (9a-9d), das einen Strom von einer Stromversorgung an mehrere in einem Fahrzeug angebrachte Lasten (10a-10d) führt und die Stromführung unterbricht,
wenigstens eine Stromerfassungseinrichtung (3a-3d), die einen Strom erfaßt, der in das Leistungsele ment (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Strombegrenzungseinrichtung, die einen Strom begrenzt, der in jedes der Leistungselemente (9a-9d) fließt,
wenigstens eine Überstrom-Erfassungseinrichtung, die einen Überstrom in jedes der Leistungselemente (9a-9d) erfaßt,
eine Temperaturerfassungseinrichtung (27), die mehrere Dioden (65) enthält, die in Serie geschaltet sind und die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der erzeugten Wärmemenge des Leistungselements (9a-9d) ändert,
mehrere Zwischenspeichereinrichtungen (5a-5d), die für jedes der Leistungselemente (9a-9d) in Abhängig keit von einem Produktsignal, das aus dem Ausgangssignal von der Stromerfassungseinrichtung (3a-3d) und aus dem Ausgangssignal von der Temperaturerfassungseinrichtung (27) gebildet ist, einen vorgegebenen Zustand aufrechter hält,
einen Mikroprozessor (1), der einen Rückkehrim puls in die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) eingibt, um die Zwischenspeichereinrichtung (5a-5d) wieder in einen Anfangszustand zu versetzen, und
wenigstens eine Stromführungs- und Stromabschalt- Steuereinrichtung (7a-7d), die eine Stromführungs- und Abschaltsteuerung der Leistungselemente (9a-9d) in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Mikroprozessors ausführt,
wobei die mehreren Dioden (65) verstreut und in der Umgebung des wenigstens einen Leistungselements (9a-9d) angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-294902 | 1998-10-16 | ||
JP29490298A JP3684866B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 導通,遮断制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19949783A1 true DE19949783A1 (de) | 2000-05-04 |
DE19949783B4 DE19949783B4 (de) | 2004-02-26 |
Family
ID=17813742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19949783A Expired - Fee Related DE19949783B4 (de) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Vorrichtung mit Überstrom-Abschalteinrichtung und Übertemperatur-Abschalteinrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6373671B1 (de) |
JP (1) | JP3684866B2 (de) |
DE (1) | DE19949783B4 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10110046A1 (de) * | 2001-03-02 | 2002-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum Ansteuern elektrischer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug |
DE202005011235U1 (de) * | 2005-07-16 | 2006-12-07 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg | Vorrichtung zum Überlastschutz einer Versorgungsleitung für eine elektrische Last in einem Kraftfahrzeug |
EP2472691A1 (de) * | 2010-02-05 | 2012-07-04 | Yazaki Corporation | Überstromschutzvorrichtung und überstromschutzsystem |
DE102012215061A1 (de) | 2012-08-24 | 2014-02-27 | Robert Bosch Gmbh | Batteriesystem mit einer Mehrzahl von Batterien sowie zugehöriges Verfahren zur Plausibilisierung von Batteriestrommessungen |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001333528A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-30 | Denso Corp | 過電流保護装置 |
JP2002232280A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Denso Corp | 負荷制御装置 |
JP3782726B2 (ja) * | 2001-12-13 | 2006-06-07 | 株式会社リコー | 過電流保護回路 |
DE10210665C1 (de) * | 2002-03-12 | 2003-06-18 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Verteilung von elektrischer Energie und Verfahren zur Energieverteilungsüberwachung |
MXPA04009648A (es) * | 2002-04-04 | 2005-01-11 | Thomson Licensing Sa | Disposicion de proteccion de suministro de energia. |
US6873509B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-03-29 | Infineon Technologies Ag | Use of an on-die temperature sensing scheme for thermal protection of DRAMS |
JP3898090B2 (ja) * | 2002-05-29 | 2007-03-28 | ローム株式会社 | 複数の電源出力を有する電源装置 |
US6707652B2 (en) * | 2002-07-10 | 2004-03-16 | Eaton Corporation | Electrical switching apparatus including glowing contact protection |
JP4039163B2 (ja) * | 2002-08-01 | 2008-01-30 | ソニー株式会社 | マルチチップモジュール、マルチチップモジュールのシャットダウン方法 |
US7099135B2 (en) * | 2002-11-05 | 2006-08-29 | Semiconductor Components Industries, L.L.C | Integrated inrush current limiter circuit and method |
US6865063B2 (en) * | 2002-11-12 | 2005-03-08 | Semiconductor Components Industries, Llc | Integrated inrush current limiter circuit and method |
US7622824B2 (en) * | 2002-12-04 | 2009-11-24 | Orr Raymond K | Distributed power supply arrangement |
ES2211352B1 (es) * | 2002-12-30 | 2005-09-16 | Lear Atuomotive (Eeds) Spain, S.L. | Circuito de seguridad activa de cargas protegidas por reles de estado solido. |
JP4140537B2 (ja) * | 2004-03-01 | 2008-08-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用電源システム |
JP2005323413A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Rohm Co Ltd | 過電流検出回路及びこれを有する電源装置 |
CN1761115B (zh) * | 2005-09-27 | 2010-05-12 | 艾默生网络能源有限公司 | 电源系统故障的智能识别方法 |
JP5113331B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2013-01-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
JP4827565B2 (ja) * | 2006-03-15 | 2011-11-30 | 株式会社リコー | 半導体装置および該半導体装置を組み込んだ電子機器 |
JP4755197B2 (ja) | 2006-05-29 | 2011-08-24 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電力供給制御装置 |
US7869177B2 (en) * | 2006-07-19 | 2011-01-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Detection circuitry |
US7719811B2 (en) * | 2006-09-08 | 2010-05-18 | Ford Global Technologies | FET monitoring and protecting system |
JP5657853B2 (ja) * | 2007-10-02 | 2015-01-21 | ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. | 定電流源回路 |
DE112008002704T5 (de) * | 2007-10-09 | 2010-08-19 | Autonetworks Technologies, Ltd., Yokkaichi-shi | Schaltungsschutzvorrichtung und Gehäuse für elektrischen Anschluss |
JP5055177B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2012-10-24 | 矢崎総業株式会社 | 負荷回路の保護装置 |
US8023238B2 (en) * | 2008-04-15 | 2011-09-20 | General Electric Company | Universal trip unit |
WO2012148774A2 (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-01 | Volterra Semiconductor Corporation | Integrated protection devices with monitoring of electrical characteristics |
US8547146B1 (en) | 2012-04-04 | 2013-10-01 | Honeywell International Inc. | Overcurrent based power control and circuit reset |
JP6094260B2 (ja) * | 2013-02-27 | 2017-03-15 | 株式会社デンソー | 異常検出保護回路 |
US9608428B2 (en) * | 2014-01-20 | 2017-03-28 | Infineon Technologies Austria Ag | Distinguishing between overload and open load in off conditions |
CN105098719A (zh) * | 2014-05-07 | 2015-11-25 | 神讯电脑(昆山)有限公司 | 具多重保护的错误侦测装置与错误侦测方法 |
JP2016059143A (ja) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | 三菱電機株式会社 | 過電流保護装置および過電流保護方法 |
US9996134B2 (en) * | 2016-04-25 | 2018-06-12 | Zippy Technology Corp. | Method to avoid over-rebooting of power supply device |
JP6805623B2 (ja) * | 2016-08-18 | 2020-12-23 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の状態監視装置 |
JP6914867B2 (ja) | 2018-01-29 | 2021-08-04 | 株式会社東芝 | 過電流保護機能を備えたドライバ回路 |
CN109256748B (zh) * | 2018-10-16 | 2023-12-05 | 深圳圣诺医疗设备股份有限公司 | 有记忆功能的过温保护电路 |
IT201900002297A1 (it) * | 2019-02-18 | 2020-08-18 | St Microelectronics Srl | Circuito di protezione, sistema e procedimento corrispondenti |
TWI748731B (zh) * | 2020-11-05 | 2021-12-01 | 新唐科技股份有限公司 | 晶片過電流及過溫保護方法 |
US11552629B1 (en) * | 2021-06-16 | 2023-01-10 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61261920A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-20 | Toshiba Corp | 導電変調型mosfetの過電流保護回路 |
JPS6211916A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-20 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電力用mos電界効果トランジスタの過電流保護回路 |
JPH073854B2 (ja) * | 1985-12-18 | 1995-01-18 | 株式会社日立製作所 | 複合半導体装置 |
JPS6387128A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-18 | 三菱電機株式会社 | 過電流保護回路 |
JP3982842B2 (ja) * | 1993-08-18 | 2007-09-26 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
DE4329860A1 (de) * | 1993-09-03 | 1995-03-09 | Hotzenblitz Mobile Gmbh Co Kg | Schaltungsanordnung zur Steuerung unterschiedlicher elektrischer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug |
DE4329919A1 (de) * | 1993-09-04 | 1995-03-09 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben eines Verbrauchers in einem Fahrzeug |
JP3770936B2 (ja) * | 1995-05-08 | 2006-04-26 | 三菱レイヨン株式会社 | コンクリート製構造物補強材およびそれを用いたコンクリート製構造物補強方法 |
DE19548612B4 (de) * | 1995-12-23 | 2005-10-06 | Robert Bosch Gmbh | Mehrkreisiges Fahrzeugbordnetz mit einem elektronischen Analogschalter |
JP3384522B2 (ja) * | 1996-07-30 | 2003-03-10 | 矢崎総業株式会社 | スイッチング装置 |
JP3374361B2 (ja) * | 1997-04-04 | 2003-02-04 | 矢崎総業株式会社 | 車両の異常電流検出方法及び車両の異常電流検出装置並びに車両用電源供給装置 |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP29490298A patent/JP3684866B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-10-15 DE DE19949783A patent/DE19949783B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-15 US US09/419,283 patent/US6373671B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10110046A1 (de) * | 2001-03-02 | 2002-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum Ansteuern elektrischer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug |
DE202005011235U1 (de) * | 2005-07-16 | 2006-12-07 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg | Vorrichtung zum Überlastschutz einer Versorgungsleitung für eine elektrische Last in einem Kraftfahrzeug |
EP2472691A1 (de) * | 2010-02-05 | 2012-07-04 | Yazaki Corporation | Überstromschutzvorrichtung und überstromschutzsystem |
EP2472691A4 (de) * | 2010-02-05 | 2014-07-23 | Yazaki Corp | Überstromschutzvorrichtung und überstromschutzsystem |
DE102012215061A1 (de) | 2012-08-24 | 2014-02-27 | Robert Bosch Gmbh | Batteriesystem mit einer Mehrzahl von Batterien sowie zugehöriges Verfahren zur Plausibilisierung von Batteriestrommessungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19949783B4 (de) | 2004-02-26 |
JP2000125463A (ja) | 2000-04-28 |
US6373671B1 (en) | 2002-04-16 |
JP3684866B2 (ja) | 2005-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19949783A1 (de) | Vorrichtung mit Überstrom-Abschalteinrichtung und Übertemperatur-Abschalteinrichtung | |
DE112005002954B4 (de) | Energieversorgungssteuerung | |
DE19614354C2 (de) | Steuerschaltung für eine MOS-Gate-gesteuerte Leistungshalbleiterschaltung | |
DE4334386C2 (de) | Überstromschutzschaltung für eine Halbleitervorrichtung | |
DE60119102T2 (de) | Elektronischer Schutzschalter | |
DE112006003483B4 (de) | Energieversorgungssteuerung und Schwellenwerteinstellverfahren dafür | |
DE4403941C2 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Halbleiterschaltern einer Reihenschaltung | |
EP0176800B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schaltzustands eines Abschaltthyristors | |
DE112006001377B4 (de) | Energieversorgungssteuerung | |
DE3001632C2 (de) | ||
DE112007001293B4 (de) | Energieversorgungssteuerung | |
DE102007018761B4 (de) | Energieversorgungssteuerung | |
DE102007058740B4 (de) | Schaltungsanordnung mit einer Überstromsicherung | |
DE102010064253B4 (de) | Halbleiterbauelement mit Detektion thermisch bedingter Fehler | |
DE4320021A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kurzschluß-Sicherung von Leistungstransistor-Anordnungen | |
EP0782513B1 (de) | Schaltungsanordnung zur überwachung einer steuerschaltung | |
DE102008025465B4 (de) | Steuerschaltung für eine Halbleitereinrichtung mit einer Überhitzungsschutzfunktion | |
DE4109867A1 (de) | Schutzeinrichtung fuer elektromotoren | |
EP2342824B1 (de) | Vor kurzschluss geschützte halbbrückenschaltung mit halbleiterschaltern | |
DE102006008292A1 (de) | Überlastschutz für steuerbare Stromverbraucher | |
DE4305038C2 (de) | MOSFET mit Temperaturschutz | |
DE102019103615A1 (de) | Kurzschlussschutz für einen gatetreiber unter verwendung eines gepulsten betriebs | |
DE3539646C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Schutz gegen Überlast | |
DE102009034650B4 (de) | Verfahren und Schaltung zum Schutz eines Mosfet | |
DE10211099B4 (de) | Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektrischen Last |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |